蛋白質序列中也可能含有由常見胺基酸殘基經化學修飾作用產生的特殊胺基酸殘基（圖3-8a）；這些特殊胺基酸包括 4-羥基脯胺酸（ 4-hydroxyproline ； 脯胺酸的衍生物） 與 5-羥基離胺酸

  管柱之固相基質為具有帶電基團之合成聚合物，帶負電者稱為陽離子交換劑（cation exchangers）；帶正電者則稱為陰離子交換劑（anion exchangers）。  在此介紹的是陽離子交換層析法。胺基酸各種蛋白質樣品與固定相基質帶電基團間之親和力會受周圍緩衝液之 pH 值（決定蛋白質分子之離子化狀態）與競爭性游離鹽離子濃度影響。我們可藉由逐步改變移動相之 pH 值或鹽濃度以造成 pH 值或鹽梯度達到最適化之分離效果。 圖3-18(a) 蛋白質純化常用的三種管柱層析方法。  大小-排除層析法（size-exclusion chromatography）是利用蛋白質大小之差異進行分離。  在此方法中，大分子蛋白質在其中移動的速度較小分子快。

（lysine），它在其脂肪族支鏈末端ε位置帶有第二個一級胺基；精胺酸（arginine）具有一個帶正電的胍 基團；另外則是帶有咪唑基團之組胺酸 （histidine）。 帶負電（酸性）R 基團在 pH 7.0 時 R 基團帶有淨負電的兩個胺基酸為天冬胺酸（aspartate）與麩胺酸（glutamate），兩者均具有第二個羧基。 特殊胺基酸也具有重要功能 除了20種常見胺基酸之外，蛋白質序列中也可能含有由常見胺基酸殘基經化學修飾作用產生的特殊胺基酸殘基（圖3-8a）；這些特殊胺基酸包括 4-羥基脯胺酸（ 4-hydroxyproline ； 脯胺酸的衍生物） 與 5-羥基離胺酸（5-hydroxylysine；離胺酸的衍生物），前者出現於植物細胞壁蛋白質中，兩者也都存在於膠原蛋白（一種結締組織之纖維狀蛋白質）中。 6-N-甲基離胺酸（6-N-Methyllysine）是肌球蛋白（肌肉組織的收縮蛋白）的組成份之一

蛋白質結構可分為數個層級蛋白質結構一般被定義為四個層級（圖3-16）描述整個多肽鏈中用以連結每個胺基酸殘基之共價鍵結 （主要是胜肽鍵與雙硫鍵）者稱為一級結構（primary structure），其主要組成元件即為胺基酸殘基之序列 二級結構（secondary structure）指的是由精氨酸殘基形成的一些特定的穩定排列方式，在蛋白質中會是一再重複出現的結構模式 三級結構（tertiary structure）描述的是多肽的三度空間摺疊 當一蛋白質具有兩個或以上的次單元，則其次單元在空間中之排列則稱為四級結構（quaternary structure）

蛋白質之共價結構The Covalent Structure of Proteins  一級結構之差異尤其重要每一種蛋白質都有特定的胺基酸殘基個數與組成序列 蛋白質之功能決定於其胺基酸序列每一種蛋白質均具有獨特的立體構造，而此結構也決定了獨特的功能。每一種蛋白質也都具有獨特的胺基酸序列。  雖然蛋白質中有些區域的序列即使差異很大，都不會 影響其生物功能。但大多數蛋白質序列中，都具有對功能極為重要的區域，且這些序列具有高度保留性。全序列中扮演特定角色的部分在蛋白質之間差異甚大，它們負責決定序列與三級結構之間的關係，以及結構與功能間之關係。 數以百萬計之蛋白質其胺基酸序列已訂定

胺基是一種絕佳的親核性反應基團，然而 －OH 基卻是一種很差的離去基且不容易被取代。在生理條件的 pH 值下，此反應不容易直接發生。 圖 3-13 縮合反應形成胜肽鍵。當只有幾個胺基酸連結時，其結構稱為寡肽（oligopeptide）。而當許多胺基酸連結時，其產物則稱為多肽（polypeptide）。  胜肽中位於左端具有游離胺基之精氨酸殘基稱為胺基端（amino-terminal）或 N-端殘基，而位於右端具有游離羧基的則稱為羧基端（carboxyl- terminal）或 C-端殘基。 圖3-14 為五肽（ Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu）。胜肽的命名是由胺基端殘基開始，一般位於左端。胜肽鍵以黃色表示，R 基團則為紅色。